Современные двигатели внутреннего сгорания: Современный мотор: меньше, мощнее

Содержание

Современный мотор: меньше, мощнее – но не вечно…

Если говорить о тенденциях современного мирового моторостроения, то двигатель внутреннего сгорания остается на лидирующих позициях, хотя справедливости ради надо отметить, что некие попытки «покуситься» на «святая святых» все же существуют – например, уже продается серийный электромобиль Tesla. Но поскольку нефтепромышленность сегодня является ключевой отраслью мировой экономики, доминирование двигателей внутреннего сгорания еще на многие десятилетия может остаться незыблемым.

Немного истории. Грустной…

Современные двигатели конструктивно практически мало изменились со времен «отцов-осно-вателей»: Николауса Августа Отто и Рудольфа Кристиана Карла Дизеля. Сегодня в ходу те же коленчатый вал, шатуны, поршни, цилиндры, клапаны, распределительный механизм.

Поэтому все новшества в двигателестроении опираются на новые материалы и технологии, в том числе связанные с электронным управлением.

Например, если еще 20 лет назад блок цилиндров почти повсеместно был сделан из чугуна, то сегодня чугунный блок встречается редко, плавно перейдя в разряд анахронизмов. В настоящее время блоки делают из алюминия, который и легче, и технологичнее. Сначала были проблемы с прочностью и жесткостью, но их постепенно решили.

Правда, полностью алюминиевые моторы действительно приживаются трудно – очень они чувствительны к смазке, охлаждению, зазорам. А вот алюминиевый блок с чугунными гильзами гораздо менее требователен в эксплуатации. Так что старый добрый чугун, который использовали Отто и Дизель, еще послужит…

Вообще надо отметить, что создание нового двигателя даже традиционной схемы – это процесс очень долгий. Вот и получается, что модельный ряд автомобилей меняется в среднем через четыре-пять лет, а мотор в нем нередко стоит от предыдущих моделей, а то и еще более ранних. И часто даже в новых двигателях используются узлы от старых – например, блок цилиндров. Так что двигатели «живут» долго – бензиновые в среднем 10-15 лет, а дизели легко «доживают» до 20 и даже 30 лет.

И еще. С сожалением приходится признать, что в России практически не было своих разработок двигателей – все бралось «оттуда», из-за границы. Причем часто даже то, что там отвергалось. Результат очевиден – сегодня передового двигателестроения у нас в стране просто не существует. Как и конструкторов для его возрождения.

Все началось с авиации… Авиадвигатель Rolls-Royce Merlin 40-х годов прошлого века с непосредственным впрыском

Успехи, неудачи и тенденции

В современном моторостроении существуют две основные тенденции: первая – сократить вредные выбросы, и вторая – снизить расход топлива. Это взаимосвязанные задачи: сокращая расход, мы автоматически снижаем выбросы.

Но если 10-15 лет назад «вредными выбросами» считались традиционные оксид углерода – СО, оксиды азота – NOx и углеводороды – СН, то сегодня в разряд основных перешел и углекислый газ СО2, создающий «парниковый эффект». И если учесть, что любое углеводородное топливо в конечном счете распадается на воду и углекислый газ – то уменьшить выбросы СО2 можно единственным путем: снижением расхода топлива.

Здесь надо принять во внимание и такой нюанс: КПД у двигателя внутреннего сгорания в целом лишь около 25-30%. Выходит, что только четверть бензина в ДВС тратится на движение – остальные три четверти просто вылетают в трубу. И греют окружающую среду. Поэтому инженеры-моторостроители борются за каждый «лишний» процент с помощью довольно сложных технических решений.

Верный способ – повысить удельные параметры двигателя: проще говоря, получить «одну лошадиную силу» с меньшего количества топлива. Например, одним из основных путей роста эффективности бензинового двигателя является повышение степени сжатия. При росте степени сжатия эффективность сгорания топлива в цилиндре повышается, а значит, возрастает коэффициент полезного действия (КПД) цикла – и двигателя в целом.

В частности, повышение основных параметров двигателей, в том числе путем увеличения степени сжатия, дают системы непосредственного впрыска бензина в цилиндр – впрыск сдвигает режимы детонации, убирает неравномерность подачи топлива и увеличивает наполнение цилиндров.

Когда мы еще были впереди планеты всей: форкамерно-факельное зажигание на Волге — прообраз современного послойного распределения заряда

На самом деле эта идея достаточно старая: непосредственный впрыск широко применялся на авиационных двигателях 40-х годов прошлого века. Инженерам требовалось добиться небывалой по тем временам удельной мощности 70 л.с. с 1 л рабочего объема двигателя при максимальных 2500-3000 об/мин. Сегодня это удельная мощность обычного автомобильного двигателя (хотя и при вдвое больших оборотах, так что авиационный уровень 70-летней давности все еще не превзойден современным автомобилестроением) – а тогда достичь их в авиации было возможно только с помощью непосредственного впрыска.

Но система подачи топлива была механической, т.е. сложной, дорогой и требовавшей постоянных регулировок, что было приемлемо в авиации, но никак не на автомобилях.

Форкамерно-факельный процесс в двигателе Honda CVCC, такие двигатели ставились на автомобили Honda почти до конца 1980-х годов

Кроме того, механическое управление непосредственным впрыском было хорошо при низких оборотах, требовавшихся для тогдашних авиационных двигателей (воздушный винт все же!). А при их росте хотя бы до автомобильных 6000 об/мин механика уже не справлялась.

Собственно, «возвращение» к старой идее в 1990-2000-х годах стало возможным благодаря развитию электроники, позволившей реализовать управление непосредственным впрыском на высоких оборотах двигателя – с внедрением электронных компонентов появилась возможность управлять процессом горения, чего не было ранее.

Карбюратор, да и традиционные системы впрыска – так называемое внешнее смесеобразование, позволяли лишь смешать 15 кг воздуха с 1 кг топлива и подать смесь в цилиндры. И все. А вот электронное управление непосредственным впрыском в цилиндр дает возможность инженеру выбирать – когда вводить топливо, сколько вводить. И даже впрыскивать топливо за один цикл двигателя несколько раз.

Еще в 70-х годах ХХ века конструкторы для экономии топлива предложили использовать принцип «послойного» впрыска, реализованный в виде так называемого «форкамерно-факель-ного зажигания». Идея заключалась в том, что в специальной камере создается богатая смесь, которая при воспламенении от свечи создает факел, поджигающий бедную смесь, подаваемую непосредственно в цилиндр.

Машины с такими двигателями (с аббревиатурой СТСС – Compound Vortex Controlled Combustion) разработала и длительное время производила японская Honda, и даже горьковский автозавод некоторое время выпускал «Волги» с форкамерными моторами. Но в итоге к середине 1980-х от этой идеи пришлось отказаться. Ведь приходилось готовить сразу две топливо-воздушных смеси: бедную, которой надо было много, и богатую, которой надо было мало. И подавать их раздельно – при этом в точные временные промежутки. А сложные карбюраторы (а тогда полноценного электронного управления еще не существовало) не прибавляли ни надежности, ни оптимизма по снижению себестоимости. Но основной удар был неожиданным – выяснилось, что помимо СО и СН оксиды азота тоже не слишком полезны. А здесь у «послойников» возникли новые проблемы…

Но всего через 10 лет, примерно к середине 1990-х годов, инженеры смогли вернуться к идее на новом уровне, чтобы с помощью электроники объединить в одном двигателе все три составляющие: непосредственный впрыск, управление процессом горения и послойное смесеобразование, что позволило поднять степень сжатия и выйти на новый уровень.

Первыми создали серийные автомобили с такими моторами в компании Mitsubishi – они имеют обозначение GDI (Gasoline Direct Injection – «система прямого впрыска бензина»). За ними последовали и другие производители. В этих двигателях нет отдельной форкамеры – форсунка впрыскивает бензин в цилиндр под очень высоким давлением. А камера сгорания имеет такую «хитрую» форму, что в зоне у свечи оказывается богатая смесь, а в остальном объеме – бедная.

Казалось бы, все прекрасно: степень сжатия высокая, смесь бедная, как следствие, вредные выбросы заметно снижены, а экономичность улучшена. Но опять начались проблемы с оксидами азота. Дело в том, что традиционные трехкомпонентные нейтрализаторы убирают из выхлопа СО, NOХ и СН только у смеси обычного состава (15 кг воздуха на 1 кг топлива). А вот с возросшими при бедных смесях объемами оксидов азота они уже не справляются. Так что пришлось разрабатывать новые дополнительные катализаторы. Работают они хорошо, хотя требуют специальной жидкости в качестве «топлива».

Но хорошо только в том случае, если в бензине нет серы. А если есть – то быстро «умирают». Ведь бензин с полным отсутствием серы пока еще редкость даже в богатых странах…

Поэтому автопроизводители от идеи послойного впрыска вынуждены были отказаться, а проблему уже построенной инфраструктуры по производству этих двигателей (и уже немало потраченных денег) решили путем «перепрошивки» электронного управления впрыском.

Теперь впрыск топлива осуществляется не тогда, когда поршень находится вблизи верхней «мертвой точки», а раньше. И пока поршень проходит весь путь до ВМТ, смесь успевает перемешаться до практически гомогенной.

Так что «попытка № 2» внедрения послойного смесеобразования и управления горением тоже сорвалась. Когда будет третья попытка, неясно. Но то, что она будет – вполне предсказуемо. Ведь уже создано достаточно много таких двигателей, они работают, хотя их возможности пока не реализованы полностью.

Еще одно направление повышения эффективности ДВС – системы регулирования фаз газораспределения. Они получили распространение недавно, в начале 90-х годов ХХ века, но сегодня двигатель без регулирования фаз уже смотрится каким-то анахронизмом.

Логика таких систем понятна – для эффективной работы двигателя при малых оборотах время (продолжительность) и момент открытия впускных и выпускных клапанов должны быть одни, а с повышением оборотов – другие. И сегодня существует много систем, которые регулируют не только время открытия клапанов, но и величину этого открытия. Что делает ДВС эластичным, а автомобиль с ним – экологичным, экономичным и удобным.

Если подводить промежуточный итог, то можно сказать следующее: современный бензиновый ДВС – обязательно с регулируемыми фазами, а лучшие его образцы имеют непосредственный впрыск. Для повышения мощности двигателей нередко используется наддув, который увеличивает количество воздуха, поступающего в цилиндры, и удельную мощность. Существуют две схемы наддува: газотурбинный, когда турбину для привода компрессора раскручивают выхлопные газы, и приводной, когда компрессор приводится непосредственно от двигателя. Приводные компрессоры тоже разные: объемные, винтовые, волновые и т.д. Но большого распространения такие системы так и не получили, хотя известны давно – в отличие от регулирования фаз газораспределения, непосредственного впрыска топлива и турбонаддува.

Ванкель и другие

В принципе, возможны альтернативы старой конструкции, созданной во времена Отто и Дизеля. Но создать работающий двигатель, способный на равных конкурировать с привычной схемой по всем показателям, очень сложно. Двигатели Стирлинга, Баландина и многих других оригинальных схем и решений не получили распространения и оказались на грани забвения.

И хотя новые идеи витают в воздухе, реализовать даже лучшие из них весьма проблематично. Например, роторно-лопастной мотор Вигриянова, который изначально планировалось устанавливать в «прохоровский» «ё-мобиль», пока так и не создан. И для того чтобы (возможно!) довести его до серийного производства, потребуется, по прикидкам, как минимум, 10 лет и весьма неограниченное финансирование. Причем несколько из этих 10 лет надо будет потратить на подготовку специалистов, способных его довести. А поскольку с «неограниченным финансированием», кажется, наступили проблемы, этот двигатель, скорее всего, света так и не увидит…

Роторно-поршневой двигатель Ванкеля стал, пожалуй, единственным примером внедрения в серийное производство ДВС нетрадиционной конструкции. Хотя двигателю данной схемы уже добрых полвека, и за это время многие производители, выпускавшие такие моторы, давно «сошли с дистанции» (последним стал АвтоВАЗ), он и по сей день ставится на автомобили Mazda. Причем компания так долго занимается этим двигателем и добилась таких его показателей, что уже вряд ли кто сможет сделать хотя бы такой же – по цене, надежности и эффективности. И потому он вряд ли когда-нибудь станет массовым.

Ремонт ремонту рознь

Современные двигатели гораздо более надежны, чем те, которые производились, например, 20 лет назад. В них не надо ничего регулировать, что-то менять – они работают без поломок как минимум до окончания срока гарантии.

Но есть нюанс – сегодня срок службы всего автомобиля стал значительно меньше, чем был ранее. Прошли те времена, когда машину покупали «на всю жизнь». Сегодня сложилась тенденция: люди хотят ездить на новой модели машины. И потому автомобили меняются в среднем через 3-5 лет. Соответственно автопроизводителям не имеет смысла делать машину, которая без поломок прослужит 20 лет. Вот и получается, что автопарк обновляется значительно быстрее, чем два-три десятка лет назад.

Так что время двигателей-«миллионников» давно «кануло в Лету» – их просто невыгодно

делать. Да и зачем? Ресурс мотора рассчитывается с учетом возможного пробега автомобиля: в среднем можно говорить максимум о 150 тыс. км.

Процесс непосредственного впрыска уже широко распространился, но пока использовать все его преимущества не удается

Очевидно, ремонт двигателя должен продлить ресурс – но не до бесконечности, а до конца срока службы автомобиля (который тоже закладывается относительно небольшим – не более 10 лет). К чему это приводит? К тому, что некоторые ремонтные процессы становятся просто ненужными, а ремонтное оборудование «отстает» от современных двигателей.

Например, на старых моторах уровень нагрузки составлял 50 л/с с 1 л объема, а на современных (с наддувом) – вдвое больше. При такой разнице удельных мощностей и нагрузок на детали «старое-доброе» уже не работает – нужны новые технологии. Сегодня многие работы стало просто невозможно сделать без современного оборудования – шлифовального, расточного, хонинговального. Оно не слишком хорошо окупается, поэтому многие предпочитают работать по старинке. Но не тут-то было…

Так, для новых моторов нередко используются шатуны с «ломаными» крышками. Традиционные конструкции крышек шатунов, изготовленных отдельно, а потом собранных, для современных высоконагруженных двигателей не подходят – неточно и совсем недешево. И при ремонте традиционных шатунов всегда есть опасность нарушения соосности, что ведет к катастрофическим последствиям для мотора, хотя традиционные шатуны ремонтируются легко. А вот «колотые» – не ремонтируются вообще.

Еще пример – коленчатый вал на старом тихоходном двигателе можно было наварить и прошлифовать. Сейчас это невозможно даже представить: усталостные трещины очень быстро приведут к разрушению всего двигателя. Кроме того, ручная работа с большим количеством операций стоит дорого. А коленчатый вал легкового мотора – деталь массовая, а значит, и недорогая. И делать двойную, а то и тройную работу, чтобы восстановить деталь, которая потом быстро выйдет из строя, по крайней мере, экономически неэффективно.

При этом надо помнить, что просто замена одной детали, вышедшей из строя, не решает проблемы поломки двигателя в целом: такая локальная замена обычно предполагает «гарантию только до ворот». Современный высоконагруженный двигатель – это сложный комплекс, а потому его ремонт должен быть комплексным, с заменой всего «по кругу», чтобы даже самый экономный автовладелец не возвращался через каждые 10-15 тыс. км для замены очередной детали. Вот почему качественно отремонтированный мотор стоит всего лишь на 25-30% меньше нового. Но насколько такой ремонт выгоднее замены для владельца?

Так что современная тенденция в ремонте проглядывается – замена вышедшего из строя узла постепенно побеждает. Причем ремонт «в гараже на коленке» уже не удается. Поэтому неудивительно, что в последние годы значительно возросли требования к квалификации ремонтников, ощутимо выросла стоимость ремонта, а сам процесс стал сводиться больше к замене деталей, нежели к их восстановлению.

Есть и другая тенденция, когда производитель не дает запчастей вообще – только двигатель в сборе. И ремонтникам остается только поменять весь двигатель, вместо того чтобы его ремонтировать. А зачем чинить, если двигатели непрерывно усложняются, а квалифицированная ручная работа дорожает еще быстрее?

И наконец, «контрактные» моторы…

В заключение отметим: модные сегодня «контрактные» моторы становятся похожи на пресловутый «МММ». Нет в мире такой страны-«донора», где бы существовало столько двигателей с большим остатком ресурса. А поскольку двигатели современных легковых автомобилей рассчитаны на конечный и весьма ограниченный пробег, то покупка такого мотора давно стала лотереей – в которой, как известно, выигрывает один из тысяч. В лучшем случае.

А остальным предлагается раз в 10-20 тыс км купить очередной «билет» – пока не будет выбран их «лимит» на ремонт или замену мотора на новый.

Александр Хрулев, канд. техн. наук, директор фирмы «АБ-Инжиниринг»

Анализ современных двигателей внутреннего сгорания с электросиловыми установками Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6 (34) • 2019

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 62-1/-9

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ЭЛЕКТРОСИЛОВЫМИ УСТАНОВКАМИ

Столяров Даниил Михайлович, студент 2-ого курса Института механики и энергетики имени В. П. Горячкина,

Коротких Юлия Сергеевна, старший преподаватель кафедры автомобильного транспорта, Пуляев Николай Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного

транспорта;

ФГБОУ ВО РГАУ — МСХА имени К.А, Тимирязева, Москва, РФ

В данной статье рассмотрены современный ДВС и электросиловые установки и проведено их сравнение с целью выявления на сегодняшний день лучшего двигателя. Сделаны выводы о положительных свойствах электродвигателя.

Ключевые слова: ДВС; электросиловая установка; электродвигатель; топливо; устройство; ток; автомобиль.

ANALYSIS OF MODERN INTERNAL COMBUSTION ENGINES WITH ELECTRIC POWER PLANTS

Stolyarov Daniil Mikhailovich, student of 2nd course of Institute of engineering and energy named

after V. P. Goryachkin, Korotkikh Yulia Sergeevna, senior lecturer of the Department of road transport, Pulyaev Nikolay Nikolaevich, PhD (Cand. Tech. Sci.), associate professor of the Department of road

transport;

Timiryazev State Agrarian University, Moscow, Russia

This article describes the modern internal combustion engines and electric power plants and compares them in order to identify today the best engine. Conclusions about positive properties of the electric motor are drawn.

Keywords: internal combustion engine; electric power plant; electric motor; fuel; device; current; car

Для цитирования: Столяров Д.М., Коротких Ю.С., Пуляев Н.Н. Анализ современных двигателей внутреннего сгорания с электросиловыми установками // Наука без границ. 2019. № 6(34). С. 56-59.

Значительный рост во всех отраслях требует перемещения большого количества товаров и пассажиров. Высокая проходимость, вместительность и комфорт для работы в различных условиях делают автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров.

Чтобы выяснить, какой двигатель на сегодняшний день обладает более высокими характеристиками, требуемыми от него, рассмотрим каждый двигатель отдельно.

Современные ДВС с электронным

впрыском топлива

Возможно, серьезным шагом в эволюции автомобильных двигателей является разработка электронной системы впрыска топлива. По сравнению с механическими аналогами, электронные системы дали возможность намного точнее вести контроль количества смеси, которая подается в цилиндры двигателя. Начальные технологические процессы предусмотрели систему электронного впрыска с одной точкой, которая была заменена многото-

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6 (34) • 2019

чечными и даже многопортовыми системами впрыска. Но многопортовый впрыск на сегодняшний день почти не применяется из-за сложности и дороговизны конструкции [5, 6].

Сегодня датчики кислорода, обычно называемые лямбда-зондами, используются в конструкции двигателей впрыска. Такие датчики установлены в системах выпуска отработавших газов, выполняя функцию контроля эффективности сгорания топлива в каждом цикле. На многих автомобилях установлены два или более кислородных датчика до и после каталитического нейтрализатора. Обладая всеми преимуществами, лямбда-зонды имеют существенный недостаток, наиболее явный в российских условиях эксплуатации автомобиля. Данные устройства весьма чувствительны к качеству горючего и при применении топлива невысокого качества имеют все шансы выходить из строя уже после некоторых тысяч пробега [2, 7, 8].

Кроме двигателей, работающих согласно принципу цикла Отто, в мире нынешней автопромышленности применяют и прочие технологии. Таким образом, в качестве варианта мы можем охарактеризовать двигатели, работающие согласно принципу цикла Аткинсона. Но данные двигатели не так распространены из-за меньшей мощности при других равных свойствах. Как правило, бензиновые двигатели, работающие согласно циклу Аткинсона, применяются в смешанных силовых установках [3].

Устройство тягового моторного транспортного средства

Устройство электродвигателя автомобиля зависит от многих факторов. Электродвигатели для электромобилей могут быть равно как постоянного, так и переменного тока. В последнее время только двигатель переменного тока (синхронный либо асинхронный) установлен в автомобиле данного вида. Первоначальные

электродвигатели для машин были постоянного тока. Это логично, поскольку аккумулятор вырабатывает постоянный ток, а электродвигатель также является постоянным током. Они используются сейчас, но не так часто. Двигатели переменного тока намного экономичнее и надежнее. Существует два вида маркировки электродвигателя: АС — двигатель переменного тока, DС — постоянного. Каждый электродвигатель имеет ротор и статор. Ротор — вращающаяся часть, статор не вращается (фиксируется). Ротор и статор имеют обмотки, которые состоят из отдельных проводников. Коллектор предназначен для подачи электрического тока на вращающуюся часть двигателя. От статора к коллектору ток передается с помощью специальных щеток. Взаимодействие магнитных полей вызывает вращение ротора [1].

Двигатели переменного тока работают немного по-другому. Статор создает магнитное поле, которое вращается само по себе. Оно (поле) может уносить стальные предметы, то есть заставлять вращаться ротор. По этой причине на роторе не требуется намотка. Но в этом случае скорость вращения ротора будет отставать от скорости вращения магнитного поля статора. Такие электродвигатели работают асинхронно [1].

Чтобы точно знать, с какой частотой вращается ротор, и отрегулировать эту частоту, необходимо разместить электрическую обмотку на роторе. Такие электродвигатели называются синхронными. Но слабое звено электродвигателя — коллектор вновь появляется. Щетки изнашиваются и требуют замены. Асинхронные двигатели не нуждаются в обслуживании [1].

Во время работы каждый мотор нагревается. По этой причине тема охлаждения электромобилей очень важна. Система охлаждения может быть автономной и принудительной. На электромобилях большой грузоподъемности, например, на БелА-

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6 (34) • 2019

тЕхНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Зе, принудительное охлаждение (подача охлаждающего воздуха осуществляется специальным вентилятором). Маленькие автомобили и машины на самом двигателе имеют рабочее колесо, которое продувает воздух через двигатель, тем самым охлаждая его.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод.

Полностью разобравшись с каждым двигателем в отдельности и рассмотрев их конструктивные особенности, можно сделать выводы:

1. Надежность. Электромобили намного надежнее своих бензиновых аналогов. У них меньше движущихся и изнашивающихся частей, так как сам двигатель и КПП намного проще. Помимо этого, из-за низкого КПД у бензиновых двигателей выделяет большое количество теплоты во время его работы, что ускоряет износ основных узлов силового агрегата.

2. Пометка. Единственная часть двигателя, которая беспокоит — это аккумулятор. Со временем он теряет часть своей первоначальной электрической емкости. Но статические данные позволяют нам судить, что при правильном уходе маловероятно, что батарея потеряет более 20% своей емкости на расстоянии 250 000 км.

3. Стоимость обслуживания и эксплуатации. Следствием высокой надежности

электромобилей являются низкие затраты на ремонт и техническое обслуживание. В дополнение к этому у них значительно меньше расходных материалов и жидкостей, которые требуют регулярной замены. Полная зарядка с электричеством будет дешевле для владельца автомобиля, чем заполнение бака обычного автомобиля самым дешевым топливом.

4. Скорость и безопасность. У электродвигателей нет необходимости в коробке передач, поэтому способны мгновенно и более точно передавать количество крутящего момента на колеса, благодаря чему электромобили очень динамичны и позволяют безопасно управлять автомобилем. Расположение батареи в днище автомобиля позволяет сместить центр тяжести ниже и увеличивает жесткость корпуса, что положительно сказывается на управляемости и безопасности при боковых столкновениях. Отсутствие массивного двигателя в передней части электромобиля создает своего рода «буферную зону», смягчающую последствия лобового столкновения.

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод, что на современном этапе развития технологий электродвигатели обладают рядом неоспоримых преимуществ, и я думаю, что можно с уверенностью сказать, что будущее транспорта стоит за электрической энергией.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Разработка электромобилей ОАО «АвтоВАЗ». Электромотор для электромобиля [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://10i5.ru/raznoe/elektromotor-dlya-elektromobilya.html. (дата обращения: 11.06.2019).

2. Электродвигатель или ДВС? Плюсы и минусы двух технологий [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://eenergymedia/2018/08/20/elektrodvigatel-ili-dvs-plyusy-i-minusy-dvuh-tehnologij (дата обращения: 12.06.2019).

3. Электродвигатель или ДВС? Противостояние двух технологий [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://renen.ru/an-electric-motor-or-an-ice-confrontation-of-two-technologies (дата обращения: 12.06.2019).

4. История развития бензиновых двигателей внутреннего сгорания [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://sovavto.org/novosti/istoriya-razvitiya-benzinovyx-dvigatelej-vnutrennego-sgoraniya (дата обращения: 12.06.2019).

тЕхНИЧЕСКИЕ НАУКИ

НАУКА БЕЗ ГРАНИЦ • № 6 (34) • 2019

5. Коротких Ю.С. К методу оценки воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду // В сборнике: Проблемы развития технологий создания, сервисного обслуживания и использования технических средств в агропромышленном комплексе. — Воронеж, 2017. — С. 14-18.

6. Коротких Ю.С. Экологический стандарт Евро-6 в Европе и России [Электронный ресурс] // Управление рисками в АПК. 2016. № 1. — Режим доступа: http://www.agrorisk.ru/#!korotkih-1/ lsuyi (дата обращения: 25.05.2016).

7. Пуляев Н.Н., Коротких Ю.С., Приваленко А.Н. Обеспечение экономии топливно-энергетических ресурсов и качества топливно-смазочных материалов. — М. : ООО «Автограф», 2018. — 120 с.

8. Асадов Д.Г. Теоретические основы экологической безопасности на автомобильном транспорте / Д.Г. Асадов, ЮН. Ризаева, ВС. Богданов, Н.Н. Пуляев, Ю.С. Коротких. — М. : УМЦ «Триада», 2017. — 60 с.

REFERENCES

1. Razrabotka elektromobilej OAO «AvtoVAZ». Elektromotor dlya elektromobilya [The development of electric cars of «AVTOVAZ». Electric motor for electric car]. Available at: https://10i5.ru/ raznoe/elektromotor-dlya-elektromobilya.html. (accessed 11.06.2019).

2. Elektrodvigatel’ ili DVS? Plyusy i minusy dvuh tekhnologij [The electric motor or internal combustion engine? Pros and cons of two technologies]. Available at: https://eenergy.media/2018/08/20/ elektrodvigatel-ili-dvs-plyusy-i-minusy-dvuh-tehnologij (accessed 12.06.2019).

3. Elektrodvigatel’ ili DVS? Protivostoyanie dvuh tekhnologij [The electric motor or internal combustion engine? The confrontation between the two technologies]. Available at: http://renen. ru/an-electric-motor-or-an-ice-confrontation-of-two-technologies (accessed 12.06.2019).

4. Istoriya razvitiya benzinovyh dvigatelej vnutrennego sgoraniya [History of development of gasoline internal combustion engines]. Available at: http://sovavto.org/novosti/istoriya-razvitiya-benzinovyx-dvigatelej-vnutrennego-sgoraniya (accessed 12.06.2019).

5. Korotkikh Yu.S. K metodu ocenki vozdejstviya avtomobil’nogo transporta na okruzhayushchuyu sredu [On the method of assessing the impact of road transport on the environment]. V sbornike: Problemy razvitiya tekhnologij sozdaniya, servisnogo obsluzhivaniya i ispol’zovaniya tekhnicheskih sredstv v agropromyshlennom komplekse, Voronezh, 2017, pp. 14-18.

6. Korotkikh Yu.S. Ekologicheskij standart Evro-6 v Evrope i Rossii [Euro-6 environmental standard in Europe and Russia]. Upravlenie riskami v APK, 2016, no 1. Available at: http://www.agrorisk. ru/#!korotkih-1/lsuyi (accessed 25.05.2016).

7. Pulyaev N.N., Korotkikh Yu.S., Privalenko A.N. Obespechenie ekonomii toplivno-energeticheskih resursov i kachestva toplivno-smazochnyh materialov [Saving fuel and energy resources and ensuring the quality of fuel and lubricants]. Moscow, OOO «Avtograf», 2018, 120 p.

8. Asadov D.G., Rizaeva Yu.N., Bogdanov V.S., Pulyaev N.N., Korotkikh Yu.S. Teoreticheskie osnovy ekologicheskoj bezopasnosti na avtomobil’nom transporte [Theoretical foundations of environmental safety in road transport]. Moscow, UMC «Triada», 2017, 60 p.

Материал поступил в редакцию 12.06.2019 © Столяров Д.М., Коротких Ю.С., Пуляев Н.Н., 2019

Альтернативные силовые установки для транспортных средств

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) уже почти 200 лет служат человечеству. Однако их широкое использование оборачивается целым рядом экологических и ресурсных проблем. 26% всех выбросов антропогенных парниковых газов вызваны сжиганием ископаемого топлива. При этом более 90% топлива, используемого для автомобилей, судов, локомотивов и самолетов, получено из нефти. При сгорании нефтепродуктов в атмосферу выделяются крайне вредные окись углерода, двуокись углерода, углеводороды, окислы азота и другие компоненты. Загрязнение воздуха выступает причиной каждой девятой смерти в мире и признано одним из крупнейших вызовов в области здравоохранения и окружающей среды. В ряде развитых стран принимаются активные меры по постепенному переводу транспорта с ДВС и расширению использования альтернативных источников топлива. Так, Германия приняла закон о запрете продажи новых автомобилей с ДВС с 2030 г. Страна планирует к 2050 г. сократить автомобильные выхлопы до нуля. Аналогичные инициативы обсуждаются в других странах ЕС, США, Индии.
Более активное использование современных альтернативных силовых установок позволит снизить объем вредных выбросов в атмосферу Земли, сократить расходы на содержание транспортных средств и увеличить их КПД. Разработка таких технологий даст возможность странам, испытывающим дефицит традиционного топлива, уменьшить свою энергетическую зависимость. Ниже рассмотрены перспективные технологии новых типов двигателей для автомобилей, работающих на альтернативном топливе: водородные и метанольные топливные элементы для электромобилей, а также двигатели внутреннего сгорания на диметиловом эфире.

Версия для печати:

ВОДОРОДНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Использование водорода в качестве топлива возможно в транпортных средствах как с ДВС, так и с водородными топивными элементами. Однако традиционные поршневые ДВС приспособить к работе на водороде и сложно, и дорого (стоимость эксплуатации и обслуживания такой водородной силовой установки примерно в 100 раз выше, чем у обычного двигателя внутреннего сгорания).

Альтернативные вариантом являются топливные элементы (ТЭ), преобразующие химическую энергию топлива в тепло и постоянный электрический ток, питающий электродвигатель или системы бортового питания транспортного средства. ТЭ представляет собой непрерывно перезаряжаемую батарею из двух покрытых катализатором электродов, между которыми находится электролит. Через один электрод подается водород, через другой — чистый кислород или кислород из воздуха, к которым постоянно добавляются химическое топливо и окислитель. Соединение водорода с кислородом обычно происходит внутри пористой полимерной мембраны.
Водородные ТЭ намного более экологичны, эффективны (их КПД составляет 45%, современного автомобильного ДВС — 35%), надежны, способны работать при низких температурах, при этом менее габаритны. Они могут применяться в качестве силовых установок в гибридных автомобилях, а в электромобилях — в качестве суперконденсаторов.

Эффекты

Экологичность: при сгорании водорода в двигателе образуется практически только вода

Распределенное энергоснабжение: водород в виде неиспользованного электричестваможно применять для питания домашней электросети

Возможное сокращение общего объема потребления нефти в секторе автомобильных перевозок на 40% к 2050 г.

Оценки рынка

70 тыс. в год

к 2027 г. составит выпуск новых водородных автомобилей в мире

Драйверы и барьеры

Удобство использования автомобильной техники на ТЭ (не требуют перезарядки, моментально поставляют электроэнергию, выработка энергии ТЭ не зависит от времени суток, погодных условий и др.)

В перспективе открытие более дешевых и эффективных катализаторов для получения водорода позволит значительно снизить стоимость производства водородных ТЭ

Высокие затраты на выработку водорода: от $4 до $12 за килограмм в разных странах (бензин-галлоновая эквивалентная стоимость составляет от $1,60 до $4,80)

Отсутствие автомобильной инфраструктуры

Сложность в эксплуатации: уязвимость к ударным нагрузкам и сотрясениям, взрывоопасность, при низких температурах ТЭ требуют внешнего подогрева из-за замерзающей воды

Отсутствие единых стандартов безопасности, хранения, транспортировки, распределения и применения водородных ТЭ

Международные

научные публикации

Международные

патентные заявки

Уровень развития

технологии в России

«Возможности альянсов» – наличие отдельных конкурентоспособных коллективов, осуществляющих исследования на выосоком уровне и способных «на равных» сотрудничать с мировыми лидерами.

МЕТАНОЛЬНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Метанол — высококачественное моторное топливо для ДВС — хорошо зарекомендовал себя и как энергоноситель в ТЭ, используемых в портативной электронике, транспортных приложениях, а также в электромобилях. В ТЭ метанол расщепляется при взаимодействии с атмосферным кислородом (воздухом), в результате этой реакции возникает электрический ток и образуется вода в качестве побочного продукта.

В настоящее время разрабатываются технологии получения метанола из природного газа (минуя синтез-газ) посредством гидрирования из промышленных выбросов углекислого газа (в долгосрочной перспективе его научатся извлекать прямо из окружающего воздуха). Также ведутся разработки по производству биометанола из биомассы (лигноцеллюлозы), что послужит толчком к массовому распространению метанольных ТЭ.

Эффекты

Сокращение выбросов углекислого газа более чем на 70% при расщеплении биометанола в ТЭ

Электромобили нового типа могут проезжать до 800 км на одном заряде батареи с применением метанольных ТЭ

Оценки рынка

40 млн ед.

к 2020 г. составит объем рынка автотранспортных средств, работающих на метанольных ТЭ (благодаря чему на 104 млн т будут сокращены выбросы углекислого газа по сравнению с объемом выбросов от автомобилей на бензиновом ДВС)

Драйверы и барьеры

Экологичность: метанол менее биологически опасен, чем нефтепродукты

Возможность использования существующей транспортной инфраструктуры для заправки транспортного средства

Простота эксплуатации: в частности, метанол не улетучивается при транспортировке

Возможно создание технологии производства биометанола в промышленных масштабах, что увеличит его использование в ТЭ

Высокая себестоимость производства метанола с помощью существующих технологий

Используемые в качестве катализаторов в ТЭ драгоценные металлы (платиноиды) значительно повышают рыночную стоимость установок и вырабатываемой ими энергии

Международные

научные публикации

Международные

патентные заявки

Уровень развития

технологии в России

ДВИГАТЕЛИ НА ДИМЕТИЛОВОМ ЭФИРЕ

Серьезным конкурентом традиционным видам ископаемого и синтетического топлива и основной альтернативой дизелю может стать диметиловый эфир (ДМЭ). В сравнении с дизельным топливом эфир лучше горит и более экологичен (не содержит серы, в течение суток полностью разлагается в атмосфере на воду и углекислый газ). Это в целом более чистое топливо, некоррозионноактивное, нетоксичное, не вызывает мутаций, в том числе канцерогенного характера.

Сегодня ДМЭ производится из переработанного угля, природного газа, биомассы, бытовых и промышленных отходов. Также разрабатывается синтетическое биотопливо второго поколения (BioDME), которое может быть изготовлено из лигноцеллюлозной биомассы. Преобразовать дизельный двигатель в ДМЭ-двигатель можно без больших затрат, что будет стимулировать массовое распространение технологии.

Эффекты

Значительное сокращение уровня вредных выбросов с отработавшими газами: оксидов азота в 3-4 раза, углеводородных соединений — в 3 раза, угарного газа — в 5 раз, при практически бездымной работе двигателя во всех режимах

Повышение экономичности ДВС (до 5%) и его КПД по сравнению с работой на дизельном топливе

Оптимизация расходов на производство и транспортировку топлива (сократятся в 10 раз относительно показателей сжиженного природного газа)

Легкое преобразование ДМЭ в бензин, характеризующийся высокой стабильностью и повышенным экологическим качеством, минимальным содержанием нежелательных примесей (отсутствие серы, незначительное содержание бензола (0,1% при норме 1%), непредельных углеводородов (~1%))

Создание дополнительных рабочих мест в добывающей промышленности благодаря развитию производства диметилового эфира из ископаемого сырья (природный газ, уголь)

Оценки рынка

$9,7 млрд

к 2020 г. достигнет объем глобального рынка ДМЭ (среднегодовые темпы роста 16-19% в 2015-2020 гг.)

Драйверы и барьеры

Ужесточение экологических стандартов

Наличие соответствующей инфраструктуры: применение ДМЭ не требует серьезной конструкционной доработки дизельных двигателей и установки специальных фильтров. Использование ДМЭ на автомобилях с ДВС возможно даже при 30%-м его содержании в топливе без трансформации систем питания и зажигания двигателя.

Масштабная сырьевая база: сырьем для производства ДМЭ является природный газ, доказанные запасы которого в России по состоянию на 2015 г. остаются крупнейшими в мире.

Ряд нерешенных проблем с хранением ДМЭ

Сравнительно высокая рыночная цена ДМЭ относительно других видов топлива

При производстве ДМЭ затрачивается существенно больший объем сырьевого газа, чем для других топливных продуктов с эквивалентной теплотворной способностью

При меньшей в 1,5 раза полноте сгорания по сравнению с дизельным топливом увеличивается расход ДМЭ в 1,5–1,6 раза

ДМЭ является наркотическим галлюциногенным веществом

Международные

научные публикации

Международные

патентные заявки

Уровень развития

технологии в России

О лаборатории ДВС

Лаборатория испытаний двигателей внутреннего сгорания

Объектом исследований является рабочий процесс дизельного двигателя при работе на различных видах топлива. Целью исследований является определение экономических и экологических показателей дизельного двигателя и их сравнение при работе на дизельном топливе, биоэтаноле, рапсовом масле и других видах топлива, а также создание учебно-научного лабораторного комплекса для проведения исследований и лабораторных занятий со студентамис демонстрацией возможностей использования альтернативных топлив.

Необходимость и актуальность реализации данной работы вызвана необходимостью улучшения качества подготовки работников автомобильного профиля, в частности, инженеров по специальности 190109.65 «Наземные транспортно-технологические средства» и направлению подготовки 190600.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Такие дисциплины, как «Автомобильные двигатели», «Автомобили» входят в базовую часть дисциплин специализации и полноценное усвоение знаний, умений навыков и освоение компетенции выпускниками вуза достигается наиболее эффективно в процессе научно-исследовательской работы студентов под руководством учёных – преподавателей вуза.

Повышение качества подготовки специалистов невозможно без проведения со студентами практических занятий по указанным дисциплинам. На этих занятиях появляется возможность лучше представить качественные картины происходящих в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) процессов и явлений, что способствует активизации научно-исследовательской, творческой деятельности студентов. При этом оптимизация эксплуатационных характеристик двигателей внутреннего сгорания, устанавливаемых на автомобили, позволяет улучшить как экономические, экологические показатели, так и повыситьих ресурси даже безопасность. Во многом эти показатели зависят от совершенства системы питания, вида и качества применяемых топлив. Наиболее перспективным направлением является также и поиск новых, альтернативных видов топлив для автомобильных двигателей и адаптация современных ДВС к таким топливам. В связис этим запланировано расширение лаборатории теории ДВС дополнительным обкаточно-тормозным стендом для испытаний дизелей в соответствиис ГОСТ14846–81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний». При этом по своим функциональным возможностям и наиболее подходящим по цене в качестве нагрузочного устройства выбран стенд КИ-2139Б-ГОСНИТИ,а двигатель – автомобильный дизель Д245.12° C-230Д.

Для измерения содержания нормируемых компонентов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями, не оснащенных системами нейтрализации или оснащенных двухкомпонентными (окислительными) системами нейтрализации, применяют двухканальные газоанализаторы, предназначенные для измерения содержания оксида углерода (СО) и углеводородов (СН) в пересчетена гексан.

Для двигателей, оснащенных трёхкомпонентными системами нейтрализации, используют четырёхканальные газоанализаторы, предназначенные для измерения содержания СО, СН, диоксида углерода (СО₂) и кислорода (О₂). Четырехканальные газоанализаторы могут быть также использованы для проведения измерений на автомобилях,не оснащенных системами нейтрализации или оснащенных двухкомпонентными системами нейтрализации.

Для измерения содержания СО, СН и СО₂вотработавших газах применяют газоанализаторы непрерывного действия, принцип действия которых основан на инфракрасной спектроскопии, а для измерения содержания О₂– электрохимический сенсор.

Помещение для лаборатории испытания дизеля выбрано с учетом требований по ограничению шума и загазованностив населенных пунктах. Помещение расположено в изолированном закрытом боксе во дворе учебного корпуса № 3 Чебоксарского политехнического института по адресу: г. Чебоксары,ул. П. Лумумбы, 8.

Лаборатория является подразделением учебно-лабораторной базы автомеханического факультета и предназначена для проведения научных исследований аспирантами и соискателями кафедры, а также проведения лабораторных работ со студентами автомобильного факультета, слушателями курсов ДПО и учащимися подшефных учебных заведений.

Рис. 3.2. Планировка лаборатории:

1 – двигатель Д-245; 2 – двигатель-тормоз; 3 – весы; 4 – реостат; 5 – электрощит; 6 – приборный шкаф; 7 – выпускная система; 8 – зона испытания двигателя ВАЗ-21124; 9 – хранилище топлива.

Сравнение характеристик электромобиля и автомобиля с двигателем внутреннего сгорания — РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА

Интерес к электромобилям в последние годы превращается в стойкую тенденцию не только на фоне бурного развития технологий, но и благодаря заверениям автомобилестроительных корпораций в высокой степени экологичности такого транспорта. Как заверяют современные производители электромобилей, главным преимуществом является высокая экологичность, поскольку отсутствуют выхлопы, не используются нефтепродукты, антифризы, масла — как моторные, так и трансмиссионные. Несомненно, с таким доводом можно согласиться, однако многие эксперты призывают быть рациональными в данном вопросе и учитывать все факторы, влияющие на экологию на всем жизненном цикле электромобиля.

Александр Павлов, заведующий кафедрой «Двигатели внутреннего сгорания» Ярославского государственного технического университета, кандидат технических наук, рассказывает, почему электротранспорт не исключает загрязнение атмосферы: «Многие из средств массовой информации слышали — жизнь легкового и грузового автомобиля с ДВС фактически прекращается. Анонсируется, что к 2030 году в странах ЕС продажи автомобилей с ДВС будут запрещены. Активно продвигается тема электромобилей. Однако в данной теме не все так просто и век двигателя внутреннего сгорания далеко еще не исчерпан.

Чтобы разобраться в этом вопросе, следует обратиться к схеме распределения энергии от двигателя до колес обычного легкового автомобиля. Схема легкового автомобиля с механической трансмиссией состоит из источника энергии, которым является ДВС, сцепления, коробки переменных передач, главной передачи и колес. У электромобиля источник энергии — аккумуляторная батарея, система БМС — менеджер батареи, который управляет зарядкой и разрядкой, контроллер, который управляет электродвигателем, сам электродвигатель, главная передача и колеса. КПД фрикционной передачи сцепления порядка 0,95, КПД коробки передач порядка 0,92, КПД главной передачи также — 0,9 . Перемножив эти значения, КПД передачи от двигателя к колесам составит порядка 0,76. Если перемножить все КПД устройств преобразования энергии электромобиля, мы получим всего порядка 0,56 КПД передачи энергии в электромобиле.

Говоря про экологический аспект, внедрением электромобиля нагрузка по выбросам просто перераспределяется: она уходит с дороги и концентрируется близ электростанций. Тем не менее, экологический ущерб будет осуществляться, в том числе при производстве и утилизации батарей. Для производства литий-ионных батарей требуется добыча редко-земельных металлов, требуется затратить энергию на их обработку. Экологический ущерб при производстве аккумуляторных батарей также необходимо учитывать, хотя многие популяризаторы электромобилей об этом умалчивают. Срок службы батареи при активном ее использовании составляет 7 лет, а далее ее необходимо утилизировать. Страны запада надеются продавать уже почти отработанные батареи в менее развитые страны, чьей головной болью и станет их утилизация. Необходимо относиться критически к таким нововведениям. В 2018 году в Центральном научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте НАМИ под руководством Владимира Федоровича Кутенева, профессора, выпускника кафедры двигателей внутреннего сгорания Ярославского технологического института, была выполнена научная работа, в которой доказывается, что износ покрышек, асфальтобетонного покрытия и износ тормозных механизмов по выбросам твердых частиц равносилен выбросам твердых частиц дизельным двигателем. Поэтому, про полную экологичность электромобилей следует забыть и относиться к этому критически, воспринимая информацию к сведению».

Несмотря на уверенные заверения ряда исследователей о существовании проблем для окружающей среды, связанных с использованием электромобилей, споры в научной сфере относительно последствий производства и работы электротранспорта не прекращаются. Против внедрения автомобилей на электрической тяге в целом пока не выступают ни учёное сообщество, ни власти государств. В силу дороговизны и несовершенства технических характеристик электромобилей единственным их преимуществом перед автомобилями с двигателем внутреннего сгорания является отсутствие загрязняющих выхлопов. Очевидно, что если явных экологических преимуществ электромоторов перед двигателями внутреннего сгорания не окажется, то они не смогут остаться долго на пике тренда и утратят шанс вытеснить бензиновые двигатели.

Читайте далее:

Симондс: Двигатели внутреннего сгорания рано хоронить

Правительства разных стран и многие автопроизводители считают, что эпоха двигателей внутреннего сгорания подходит к концу, и транспорт будет постепенно переходить на электрическую тягу, однако специалисты Формулы 1 и другие представители мира автоспорта не готовы с этим согласиться.

Современные гибридные силовые установки уже достаточно эффективны, их не стоит сравнивать с атмосферными монстрами прошлого, у которых было по 10-12 цилиндров, а в 2025 году Формула 1 перейдёт на двигатели нового поколения, которые будут работать на топливе, получаемом из полностью возобновляемых источников.

Команды чемпионата надеются, что работа над новым техническим регламентом на двигатели в основном завершится к июню этого года.

«Многие думают, что двигатель внутренного сгорания пора хоронить, но я готов спорить, что это не так, – заявил Пэт Симондс, технический директор Формулы 1, выступая на недавней конференции Ассоциации автомобильной индустрии (MIA). – Мы активно продвигаем использование биотоплива в Формуле 1, и я считаю, что это надо внедрять и в других категориях автоспорта.

Формула 1 с недавних пор присоединилась к MIA, это позволяет обмениваться идеями с автопроизводителями, вникать в их проблемы, а поскольку чемпионат мира готовится к переходу на технику нового поколения, в которой будет больше стандартизованных компонентов, для нас очень важно установить более тесные связи с их поставщиками. И участие в работе MIA – правильный путь к этому».

Топливо, которое применяется в Формуле 1 сейчас, уже на 5,75% состоит из биокомпонентов, а в следующем году в нём будет 10% этанола, получаемого из возобновляемых источников. К 2030-му чемпионат мира планирует достичь углеродной нейтральности.

Ульрих Барецки, бывший главный моторист Audi Sport, не исключает, что в будущем не только в гонках на выносливость, но и в Формуле 1 будут применяться водородные двигатели внутреннего сгорания. Например, в Ле-Мане планируют ввести отдельную категорию для машин с такими силовыми установками уже к 2024 году.

«Всё-таки и в 2025 году в Ле-Мане мы ещё увидим машины с двигателями внутреннего сгорания, поскольку топливо, которое в них применяется, отличается самой высокой плотностью энергии, – сказал он. – Но ещё через пять лет я надеюсь увидеть более разнообразную картину, поскольку должны появиться водородные двигатели, силовые установки на топливных элементах, но ДВС всё равно останутся».

Особенности систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания

Современные двигатели внутреннего сгорания требуют к себе больше внимания, наряду с совершенствованием систем впрыска, тормозной, электронной, выхлопной, газораспределительной, впускной систем двигателей.
Качество материалов изготовления деталей, из которых в последующем собирают узлы, а в дальнейшем агрегаты, достигло определенного уровня и пришло время для оптимизации системы охлаждения.
Требования экологии также сыграли не последнюю роль. С постепенным увеличением рабочего числа оборотов двигателя (3000-3500 об/мин), потребовалось дополнительное охлаждение системы смазки двигателя, что привело к установке масляного радиатора, маслоохладителя на некоторых в атмосферных двигателях (например, на автомобилях концерна GM).

Особого внимания требуют к себе системы охлаждения двигателей с турбокомпрессором, на них также требуется дополнительное охлаждение системы смазки. Не стоит забывать про автоматическую трансмиссию и вариатор, в некоторых случаях радиатор охлаждения гидравлической жидкости интегрирован в основной радиатор охлаждения. Некоторые производители объединили основной радиатор охлаждения в единый корпус с радиатором кондиционера.
С развитием технологий строения двигателей для поддержания оптимального температурного режима головки блока цилиндров и блока цилиндров изначально появились одноклапанный (ВАЗ — классика, ЗМЗ), затем двухступенчатый (более плавный переход на большой контур), двухклапанный (позволяет перекрывать по отдельности большой и малый контур) и на вершине эволюции — электронный термостаты. О нем подробней.
Электронный термостат может быть оборудован датчиком температуры, с которого берет сигнал блок управления и регулирует состав горючей смеси в зависимости от показателей. Датчик имеет свойство выходить из строя и длительное время подавать неверные данные. В связи с этим может не вовремя включаться вентилятор охлаждения радиатора, неверно работать ДМРВ, и даже не вовремя срабатывать топливные форсунки. Выявить неисправность на ранних стадиях можно путем наблюдения за моментом срабатывания/отключения вентилятора охлаждения, температурным режимом двигателя при срабатывании вентилятора, нестабильной работой двигателя. В компании с такими соседями как масляный охладитель, выход из строя датчика температуры влечет за собой перегрев системы охлаждения масла, что меняет не только его свойства. Также от повышенных температур изменяется структура и свойства уплотнений маслоохладителя, в нередких случаях его деформацию. Электронный термостат коварен. Может обманывать как в одну, так и в другую сторону. При заниженных показаниях характеризует себя плохим запуском двигателя на холодную, с 3-4 раза. При завышенных — проявляется детонацией на прогретом двигателе, повышенным расходом топлива. Хотелось бы заострить внимание на крышке расширительного бачка или крышке радиатора. Регламент по замене или проверке данной детали не встречается ни в одной сервисной книжке. Внимание владельцам BMW. Меняем один раз в год. Насос охлаждающей жидкости — здесь проще. Если привод насос от ремня ГРМ – лучше менять совместно с заменой комплекта ГРМ. Если насос системы охлаждения установлен отдельно от ремня ГРМ и приводится в движение сервисным ремнем то его замена необходима при появлении течи или люфта шкива. В любом случае водяной насос редко проходит без замены 70-90 тыс. км, поэтому необходимо проверять его состояние на каждое ТО. Важно не забывать о периодической замене рабочей жидкости системы охлаждения. Жидкость работает в агрессивной среде и со временем теряет не только свои температурные, но и смазывающие свойства. Менять 1 раз в 3 года. Либо по пробегу каждое третье ТО автомобиля.

Важно помнить, что неисправности в системе охлаждения двигателя ведут к перегреву головки блока цилиндров и блока цилиндров, что влечет за собой дорогостоящий ремонт, а иногда и замену двигателя целиком.

Будущее конструкции двигателей внутреннего сгорания: 5 тенденций на 2020 год

Изобретение двигателя внутреннего сгорания (IC) стало благом для транспорта, повышения эффективности и всего остального Америки. Но по мере того, как технологии ИС стареют, а экологические проблемы усиливаются, на их место стремятся альтернативы.

Автопроизводители и потребители в равной степени размышляют о будущем производства двигателей внутреннего сгорания и рассматривают , что заменит двигатель внутреннего сгорания — или какие детали были задействованы в порошковой металлургии (ПМ).

Подумайте, где в двигателе использовались PM. Достижения включают в себя самосмазывающиеся направляющие клапана, шатуны, регулировку фаз газораспределения и так далее.

Если посмотреть на предысторию того, что привело нас сюда, а также на новые проблемы эффективности и защиты окружающей среды, которые может помочь решить порошковый металл, это урок, который нельзя пропустить ни одному OEM-инженеру.

Будущее конструкции двигателей внутреннего сгорания

Откройте изображение в новой вкладке, чтобы увидеть полную версию этой инфографики:

1.Ограничения на выбросы CO2

Глобальный углеродный проект сообщил, что мировые выбросы углерода достигли рекордно высокого уровня в 2018 году, и ожидается, что в 2019 году их количество снова увеличится.

Агентство по охране окружающей среды опубликовало рекомендации по выбросам парниковых газов для легковых и грузовых автомобилей, при этом Фаза 2 затрагивает модельные годы до 2025 года. Хотя Агентство по охране окружающей среды, похоже, переосмысливает некоторые рекомендации, по-прежнему политическая и экологическая атмосфера способствует повышению эффективности двигателей внутреннего сгорания. , больше, чем потребительский спрос.

Независимо от того, согласны ли инженеры и руководители лично с изменениями в воздухе, отрасль неуклонно движется в этом направлении.

2. Как повысить эффективность выбросов двигателя внутреннего сгорания?

Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии сообщает, что производители снизили выбросы загрязняющих веществ более чем на 99% за последние 30 лет. Творческие умы достигли этого, сохранив или увеличив экономию топлива.

Помимо бензина и дизельного топлива производители изучают другие способы увеличения экономии топлива:

Использование биодизеля
Использование других альтернативных или возобновляемых видов топлива
Комбинация двигателей внутреннего сгорания с гибридными электрическими силовыми агрегатами

3.Дизельные двигатели против. Традиционные бензиновые двигатели

Когда европейцы перешли с дизельных автомобилей на бензиновые, произошло соответствующее увеличение выбросов углекислого газа. Неожиданным поворотом стало то, что некоторые из сегодняшних автомобильных стратегий основаны на дизельных двигателях.

Многие большие дизельные грузовики на самом деле производят меньше выбросов CO2, чем небольшие газовые автомобили, свидетельствуют отчеты. Благодаря усовершенствованным технологиям были произведены дизельные двигатели , которые могут использоваться в автомобилях меньшего размера и обеспечивать:

Лучше расход бензина
Снижение выбросов углерода
Больший крутящий момент
Двигатель с длительным сроком службы

4.Конкуренция с электрическими двигателями

Вы знали, что это произойдет. Хотя бензиновые двигатели, похоже, не исчезнут полностью, они сталкиваются с жесткой конкуренцией со стороны своих электрических конкурентов.

В то время как некоторые видят будущее за электромобилями, даже BMW пока не отказывается от двигателей внутреннего сгорания.

Единственное, что опоры двигателей IC могли повесить над головами сторонников электричества, — это их аккумулятор. В частности, это:

Размер
Стоимость
Долговечность
Возможности зарядки или их отсутствие

Однако, согласно прогнозам, цены на электромобили будут конкурентоспособными уже в 2022 году, так как стоимость аккумуляторов резко упадет.Когда-то аккумулятор составлял около 50% стоимости автомобиля, но к 2025 году он может упасть с до 20% от . Эти сокращения, безусловно, происходят быстрее, чем ожидал рынок.

Опасения по поводу дальности полета в будущем для электромобилей меньше. Технология развивается, и появляется все больше зарядных станций. «Беспокойство о запасе хода» (опасения потребителей, что им негде подзарядить аккумулятор) по-прежнему остается реальной проблемой, которую OEM-производителям все еще необходимо решить.

5.Порошковая металлургия поддерживает переход к экологичности

Порошковая металлургия становится все более важным фактором при проектировании компонентов двигателей, нравится это разработчикам двигателей внутреннего сгорания или нет.

«Зеленая» технология — порошковая металлургия — идет рука об руку с экологичным автомобилем будущего. Спеченные магнитомягкие материалы с более высокой плотностью обеспечивают невиданный ранее рост производительности. Возможно, вы слышали историю о металлическом порошке раньше, но эти новые материалы отличаются от материалов Standard 35, на которые производители полагались на протяжении десятилетий.

Стандарт 35

MPIF является отличной базой для производителей порошковой металлургии, но для ваших будущих проектов могут потребоваться материалы и процессы, которые превосходят «стандартные» уровни производительности. В некоторых случаях можно даже исключить компонент из сборки , спроектировав с использованием металлического порошка.

Современная передовая технология уплотнения может быть немного дороже вначале, но в долгосрочной перспективе она может значительно сэкономить производителям (и водителям).

Многие компоненты можно преобразовать в металлический порошок.Порошковая металлургия добилась больших успехов в создании мелких деталей для электродвигателей и других автозапчастей по многим причинам:

Уменьшает вес
Повышает КПД электродвигателя, включая улучшенные магнитные свойства.
Создает детали в форме сетки
Позволяет использовать современные материалы и процессы
Повышенная прочность и твердость

В частности, магнитомягкие композитные материалы являются лидером в создании сверхэффективного электродвигателя.

Порошковая металлургия — это больше не просто стержни и заглушки!

Куда вы пойдете дальше?

Современные услуги порошковой металлургии позволяют плавно перейти от традиционной конструкции двигателей внутреннего сгорания к более эффективным и экологически безопасным двигателям будущего. Это стало возможным благодаря развитию PM-материалов (как вы найдете ниже) и процессов (например, спекания).

Конечно, внутренние двигатели будут еще долгое время.Металлический порошок по-прежнему может принести значительные преимущества и двигателям внутреннего сгорания.

Если вы хотите увидеть, как новые материалы и процессы порошковой металлургии меняют мир двигателей, посетите наш ресурсный центр по электродвигателям:

Связанные ресурсы

(Примечание редактора: эта статья была первоначально опубликована в сентябре 2019 года и недавно была обновлена.)

Как двигатель внутреннего сгорания продолжает улучшаться

По мере того, как одно место за другим предпринимаются шаги по запрету бензиновых автомобилей в следующие несколько десятилетиями — в Норвегии, Нидерландах, Великобритании, Индии, Китае, Калифорнии, Париже — становится все труднее и труднее отрицать, что будущее за электричеством.И двигатель внутреннего сгорания, который движет мировым движением на протяжении более столетия, скоро сделает последний глоток воздуха, который он так загрязнен.

Но электромобили еще далеко не готовы к такому поглощению. Пока Tesla изо всех сил пытается создать масштабную модель 3 для массового рынка, остальная часть автомобильной промышленности активно обсуждает натиск с батарейным питанием, но большинство из них не будет запускать модели в реальных количествах в течение многих лет. В США электромобили по-прежнему составляют менее 1 процента продаж новых автомобилей.Путь к 100% будет долгим, и двигатель без боя не уступит эту землю.

За 133 года, прошедшие с тех пор, как Карл Бенц установил четырехтактный двигатель на свой трехколесный автомобиль в 1885 году, инженеры по всему миру вели нескончаемую войну, чтобы выжать больше мощности из меньшего количества топлива. Силовая установка под капотом современного автомобиля имеет систему впрыска топлива, часто более одного турбокомпрессора, регулируемое управление клапанами, каталитические преобразователи и электронный мозг для наблюдения за всем этим. Это сложные, универсальные и масштабируемые машины, которые используют мощность крошечных взрывов тысячи раз в секунду.Они приводят в движение автомобили, грузовики, поезда, корабли, воздуходувки и многое другое. И они продолжают поправляться.

«Двигатель внутреннего сгорания может быть даже не среднего возраста, — говорит Дон Хиллебранд, который возглавляет исследования в области транспорта в Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе. В таких лабораториях, как его, исследователи работают над тем, чтобы автомобили с бензиновым и дизельным топливом были максимально чистыми и эффективными. Они сосредоточены на трех областях: компьютерное управление, материалы и обработка топлива и воздуха. Поэтому мы поехали в Аргонн, чтобы посмотреть, как, по словам Хиллебранда, можно добиться 50-процентного повышения эффективности использования топлива.

Оказывается, даже если будущее за электричеством, его еще нет.

Engine Evolution

Поршневой двигатель внутреннего сгорания — обзор

9.3.2 Компоненты двигателя

Поршневой двигатель внутреннего сгорания, используемый в подавляющем большинстве легковых автомобилей, значительно изменился за последнее столетие. Он содержит множество скользящих и роликовых контактов, все из которых рассеивают энергию и вызывают износ. Конструктору двигателя необходимо понимание трибологии, чтобы снизить эти эффекты до приемлемого уровня.

На рисунке 9.16 показана конструкция типичного четырехцилиндрового бензинового (бензинового) двигателя с прямым впрыском; базовая конструкция дизельного двигателя очень похожа. В стандартном четырехтактном цикле движение поршня вниз при такте всасывания втягивает воздух в цилиндр; в такте сжатия вверх воздух сжимается и смешивается с топливом, впрыскиваемым под высоким давлением; химическая реакция этой топливно-воздушной смеси, инициированная искрой в бензиновом двигателе или нагревом, вызванным сжатием в дизельном (воспламенение от сжатия), сопровождается расширением образующихся горячих продуктов сгорания, которое толкает поршень вниз в рабочий ход ; и в последующем восходящем такте выпуска продукты сгорания выбрасываются из цилиндра.Шатун соединяет поршень с коленчатым валом, так что, когда поршень совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре, он заставляет коленчатый вал вращаться. Клапаны, скользящие по направляющим в головке блока цилиндров, контролируют впуск воздуха и выпуск выхлопных газов в нужных точках цикла; в этом примере есть два впускных клапана и два выпускных клапана на цилиндр. Клапаны открываются и закрываются за счет действия кулачков на одном или нескольких непрерывно вращающихся распределительных валах , которые воздействуют либо непосредственно на клапаны, либо опосредованно управляют ими через кулачковые толкатели и коромысла, вместе известные как клапанный механизм .Другие (но далеко не все) компоненты двигателя и его вспомогательного оборудования, через которые рассеивается энергия трения, включают роликовую цепь или зубчатый ремень, который приводит в действие распределительные валы, масляные, охлаждающие и топливные насосы, уплотнения, электрический генератор, насос гидроусилителя рулевого управления, компрессор кондиционера и соответствующие приводные ремни. Внутренние компоненты двигателя смазываются маслом, которое хранится в поддоне в нижней части двигателя и циркулирует в различных областях с помощью насоса. Как обсуждалось в разделе 4.3, автомобильная смазка с полным составом, используемая в двигателе, состоит из базового масла и нескольких присадок с различными функциями, обеспечивающих эффективное смазывание во всех трибологических контактах.

Рис. 9.16. Изображение в разрезе современного 4-цилиндрового бензинового (бензинового) двигателя с непосредственным впрыском топлива

(любезно предоставлено Daimler-Benz AG)
Преобладающий источник рассеяния энергии трения в двигателе (примерно половина всей энергии) связан с поршневым цилиндром контакт. Из оставшейся мощности, рассеиваемой за счет трения, примерно одна треть может быть отнесена на клапанный механизм, а две трети — на подшипники коленчатого вала.Как показано на рис. 9.17, зазор между поршнем и цилиндром закрыт набором из (обычно) трех колец, установленных в канавках поршня, которые прижимаются к отверстию цилиндра. Чтобы снизить расход смазки, вызванный прохождением масла из картера двигателя (под поршнем) вверх мимо поршня в камеру сгорания, необходимо хорошее уплотнение, но тесный контакт имеет нежелательный эффект увеличения потерь на трение. Кольцо и геометрия канавки спроектированы таким образом, что высокое давление в камере сгорания создает дополнительную радиальную силу на два верхних кольца (известных как компрессионные кольца), увеличивая их контактное давление.Осевая нагрузка на шатун приводит к боковой нагрузке поршень-цилиндр, поскольку (почти для всего цикла) ось шатуна не параллельна оси цилиндра. Осевые нагрузки меняются в зависимости от развиваемой мощности и частоты вращения двигателя, а также от положения в такте, при этом наибольшие силы возникают в ходе такта сгорания. Угол между осями шатуна и цилиндра также изменяется в зависимости от положения в ходе хода, причем наибольший угол приходится на середину хода; однако в середине хода поршня поршень также движется быстро, и смазка контакта кольца с цилиндром может быть гидродинамической.В крайних точках хода, когда движение меняется на противоположное (так называемая верхняя мертвая точка и нижняя мертвая точка), скорость скольжения падает до нуля, и контакт испытывает смешанную смазку. Тогда толщина пленки может быть <0,2 мкм, что дает соотношение толщины пленки λ (см. Раздел 4.5) <1. Дополнительный скользящий контакт при гораздо более низком контактном давлении возникает между юбкой поршня и стенкой цилиндра, и здесь смазка гидродинамическая; есть также некоторый эффект сжатия пленки.
Рис. 9.17. Поршень в сборе и поршневое кольцо — контакты цилиндра
по Tung, S.C., McMillan, M.L., 2004. Обзор автомобильной трибологии текущих достижений и задач на будущее. Трибол. Int. 37, 517–536

Эффективная смазка, хорошее уплотнение и низкие потери на трение — все это желательно в контакте поршневое кольцо-цилиндр; Тщательное внимание к геометрии колец и канавок, материалам всех компонентов и топографии поверхности отверстия (которая часто имеет диагональный рисунок канавок, образованный процессом хонингования на плато ) — все это может сыграть роль в повышении эффективности двигателя. и уменьшение износа.Типичные материалы для поршневых колец — серый чугун или чугун с шаровидным графитом для твердых колец, а также сталь для верхних компрессионных колец и маслосъемных колец. В некоторых случаях на них наносят покрытие, например гальваническое покрытие хромом или молибден, нанесенный пламенным напылением, для уменьшения износа. Гильзы цилиндров обычно изготавливаются из серого чугуна или алюминиевого сплава, в то время как сплав алюминия и кремния является наиболее распространенным материалом поршней.

В таблице 9.1 приведены типичные трибологические параметры для бензинового двигателя, а на рис. 9.18 показана модифицированная кривая Стрибека, построенная в терминах отношения толщины пленки λ , которая указывает диапазон рабочих условий для различных компонентов двигателя.

Таблица 9.1. Типичные трибологические параметры для бензинового двигателя

903 типовая)

	Подшипник коленчатого вала	Поршневое кольцо / гильза (верхнее компрессионное кольцо)	Кулачок / толкатель
Минимальная толщина масляной пленки	& lt; 1 мкм	& lt; 0,2 мкм	0,1 мкм
Максимальная температура	180 ° C	Канавка 200 ° C, гильза 120 ° C	150 ° C
Минимальная вязкость масла	2.5 мПа с	6,5 мПа с	EHL
Максимальная скорость сдвига	10 ⁸ с ^{— 1}	10 ⁷ с ^{— 1}	1 9024 1024 10
Шероховатость поверхности композитного материала ( Ra )	0,35 мкм	0,2 мкм	0,3 мкм
Максимальное давление	60 МПа	70 МПа	0.08 кВт на подшипник	0,15 кВт на кольцо	0,04 кВт на кулачок

данные Priest, M., Taylor, C.M., 2000. Трибология автомобильного двигателя — приближение к поверхности. Износ 241, 193–203

Рис. 9.18. Модифицированная диаграмма Стрибека, построенная в терминах отношения толщины пленки λ , демонстрирующая типичные диапазоны режима смазки для различных компонентов двигателя

по Присту М., Тейлору К.М., 2000. Трибология автомобильного двигателя — приближение к поверхности.Износ 241, 193–203

Коленчатый вал поддерживается несколькими коренными подшипниками , а шатуны вращаются вокруг смещенных шатунов на подшипниках шатуна . Коленчатый вал обычно изготавливается из кованой стали или, для менее нагруженных двигателей, из чугуна с шаровидным графитом; Опорные поверхности стальных коленчатых валов обычно закалены или азотированы (см. раздел 7.3.2). Подшипники коленчатого вала являются примерами подшипников скольжения и представляют собой наиболее важный пример приложения с высокими напряжениями, обсуждаемого в разделе 9.2.2 выше. Хотя подшипники коленчатого вала подвергаются непрерывному вращательному движению, нагрузки на них не являются постоянными, а зависят от положения кривошипа во время цикла двигателя и различных сил на шатунах, которые зависят от мощности, вырабатываемой двигателем, и его скорости. Поэтому анализ толщины смазочной пленки и местного давления внутри подшипников является сложным. Как показано на рис. 9.18, режим смазки является преимущественно гидродинамическим, хотя может быть достигнута толщина пленки всего 1 мкм или даже меньше, что переводит контакт в смешанный режим, по крайней мере, на часть цикла.

Маленький конец шатуна гибко соединен с поршнем через полый цилиндрический поршневой палец (поршневой палец US , поршневой палец ), изготовленный из закаленной стали. Штифт может быть закреплен на шатуне и вращаться в колебательном движении в двух подшипниковых втулках внутри поршня, или, альтернативно, может быть закреплен в поршне и вращаться во втулке в шатуне, или в некоторых конструкциях может вращаться в обоих компонентах. Эти опорные подшипники с относительно низкими скоростями скольжения, высокими нагрузками и колебательным, а не постоянным вращением работают в условиях граничной или смешанной смазки.

Распределительный вал вращается в подшипниках скольжения с гидродинамической смазкой. Наиболее тяжелые условия в клапанной системе возникают в областях контакта между кулачками и их толкателями, где высокая нагрузка и сосредоточенная геометрия контакта приводят к очень высоким контактным давлениям и к эластогидродинамической смазке (EHL), как обсуждалось в разделе 4.5. Как отмечено для контактов поршень-цилиндр, трибологические условия наиболее жесткие при изменении точки контакта между кулачком и толкателем, когда скорость увлечения смазки падает до нуля.Для кулачков и сопряженных с ними компонентов требуются материалы с высоким пределом текучести, и обычно используются закаленные стали. Низкое трение и износ в контакте кулачка и толкателя зависят от присутствия в смазке как модификаторов трения, так и противоизносных присадок (см. Раздел 4.6), а также поверхностных покрытий, таких как алмазоподобный углерод (DLC — см. Раздел 7.4.3). также иногда используется для уменьшения трения в условиях плохой смазки.

Современные двигатели внутреннего сгорания — 2021

Наличие:

В настоящее время недоступно в 2021 году

Описание установки

Рассматривает конструкцию, работу, производительность, требования к топливу и воздействие на окружающую среду современных двигателей внутреннего сгорания.Двигатели внутреннего сгорания являются богатым источником понимания многих механических технологий и актуальны для местной промышленности. Рассмотрены различные типы двигателей внутреннего сгорания: двигатели с искровым зажиганием, дизельные, со стратифицированным зарядом и двигатели смешанного цикла. Обзор литературы по теме проводится небольшими группами.

Содержание единицы

Анализ идеального цикла

Циклы газовых турбин

Рабочие параметры

Введение в двигатели с искровым зажиганием и с воспламенением от сжатия (дизельные)

Горение и термохимия

Контроль загрязняющих веществ

Приточно-вытяжные процессы

Топливо

Балансировка

Новые разработки

Результаты обучения

Результаты обучения модуля выражают успеваемость с точки зрения того, что студент должен знать, понимать и уметь делать по завершении модуля.Эти результаты согласуются с атрибутами выпускника. Результаты единичного обучения и характеристики выпускников также являются основой оценки предшествующего обучения.

По завершении этого раздела студенты должны уметь:
1	понимать особенности, технологию, работу и характеристики искрового зажигания, газовых турбин и дизельных двигателей и их современных вариантов
2	определить преимущества и недостатки типов двигателей в различных приложениях
3	проанализировать образование загрязняющих веществ и их влияние на окружающую среду
4	выполнить базовые расчеты, касающиеся производительности и выбросов двигателей внутреннего сгорания
5	предпринять и представить результаты исследовательского проекта в форме обзора литературы по теме
6	понять применение двигателей внутреннего сгорания в промышленности.

По завершении этого раздела студенты должны уметь:

понимать особенности, технологию, работу и характеристики искрового зажигания, газовых турбин и дизельных двигателей и их современных вариантов
определять преимущества и недостатки типы двигателей в различных приложениях
анализируют образование загрязняющих веществ и их влияние на окружающую среду
выполняют базовые расчеты, касающиеся производительности и выбросов двигателей внутреннего сгорания
предпринимают и представляют результаты исследовательского проекта в форме обзора литературы Тема
разбирается в применении двигателей внутреннего сгорания в промышленности.

Курсы, поддерживаемые Содружеством
Для получения информации о размерах взносов учащихся посетите раздел «Суммы взносов учащихся».

Технология сгорания пористой среды (PM) и ее применение в двигателях внутреннего сгорания Новая концепция двигателя с почти нулевым уровнем выбросов

Franz Durst
Miroslaw Weclas

Chapter

1 Цитаты
459 Загрузки

Часть Тепломассообмен Книжная серия (HMT)

Abstract

В этой статье авторы сообщают о технике сгорания, которая применима к двигателям внутреннего сгорания с прямым впрыском, как дизельным, так и бензиновым.Этот метод основан на технологии сжигания пористой среды (ПМ). Представлены теоретические соображения для двигателей внутреннего сгорания, указывающие на то, что общее повышение теплового КПД будет существовать для двигателя с постоянными магнитами. Это объясняется, и общие характеристики нового двигателя с постоянными магнитами демонстрируются для одноцилиндрового дизельного двигателя с непосредственным впрыском и воздушным охлаждением. Представлены первоначальные результаты и дан прогноз о том, как текущие разработки могут продолжаться в будущем.

Ключевые слова

Пористая среда Двигатель внутреннего сгорания Зона сгорания Компрессия Ход Технология горения

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами.Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Ссылки

Ando H, Noma K, Ida K, Nakayama O, Yamauchi T (1997) Стратегии двигателей Mitsubishi GDI для удовлетворения европейских требований. Конференция AVL
Google Scholar
Brenn G, Durst F, Trimis D, Weclas M (1997) Методы и инструменты для передового производства и исследования топливных спреев, Распыление и спреи 7: 43–75
Google Scholar
Durst F, Keppler M, Weclas M (1997) Пневматическая форсунка, применяемая в очень компактной горелке с пористым средним маслом с ультранизким выбросом.3
^ряд
внутр. Семинар SPRAY’97
Google Scholar
Дерст Ф., Кепплер М., Тримис Д., Веклас М. (1998) Дер Поренбреннер ин дер Ölheizung ,. Wärmetechnik 1: 28–32
Google Scholar
Durst F, Picknäcker K, Trimis D (1997) Porenbrenner-kompakte, Emissionarme Brenner mit großem Leistungsmodulationbereich. Gas Erdgas 138, 2: 116–123
Google Scholar
Durst F, Weclas M (1997) Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Wärme in Arbeit.Заявка на патент Германии DE 197 53 407
Google Scholar
Durst F, Weclas M (1999) Двигатель внутреннего сгорания с прямым впрыском и сгоранием в пористой среде: новая концепция двигателя с почти нулевым уровнем выбросов. Int. Конгресс по процессам сгорания в двигателях: текущие проблемы и современные методы: HDT Essen
Google Scholar
Камимото Т., Кобаяши Х. (1991) Процессы сгорания в дизельных двигателях. Прогресс в области энергетики и науки о сгорании 17: 163–189
CrossRefGoogle Scholar
Киёта Ю., Акисино К., Андо Х. (1992) Концепция обедненного горения путем стратификации ствола.Технический документ SAE 920678
Google Scholar
Сате С.Б., Пек Р.Э., Тонг Т.В. (1990) Стабилизация пламени и многомодовая теплопередача во внутренних пористых средах: численное исследование. Гореть. Sci. Technol 70
Google Scholar
Trimis, D (1995) Verbrennungsvorgänge in porösen inerten Medien, ESYTEC Energie-und Systemtechnik GmbH, Эрланген (кандидатская диссертация)
Google Scholar
Trimis D, Durst F (1996) Пористое горение средние достижения и приложения.Comb.Sci.Technol 121: 153–168
CrossRefGoogle Scholar
Weclas M (1997) Критерии расхода и горения для очень компактной горелки с пористым средне-жидким топливом с высоким динамическим диапазоном и низким уровнем выбросов. Внутренний отчет, Invent GmbH
Google Scholar
Weclas M (1998) Возможность управления процессами смесеобразования и сгорания в двигателях с прямым включением путем применения технологии пористой среды (PM). Внутренний отчет, Invent GmbH
Google Scholar
Weclas M, Melling A, Durst F (1998) Разделение потоков в зазоре впускных клапанов поршневых двигателей.Progress in Energy and Combustion Science 24 (3): 165–195
CrossRefGoogle Scholar
Yoshizawa Y, Sasaki K, Echigo R (1988) Аналитическое исследование структуры пламени с контролируемым излучением. Int. J. Heat Mass Transfer 31 (2): 311–319
zbMATHCrossRefGoogle Scholar

Информация об авторских правах

Авторы и аффилированные лица

Франц Дерст
Miroslaw Weclas

.LSTM-Erlangen, Lehrstuhl für StrömungsmechanikFriedrich-Alexander Universität Erlangen-NürnbergErlangenGermany

2.INVENT GmbHEntwicklung neuer TechnologienUttenreuthGermany

Эффективность двигателя

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Преобразование энергии топлива в полезную работу в двигателе внутреннего сгорания связано с рядом потерь.К ним относятся химические потери энергии в выбросах, потери тепла от двигателя и через выхлопные газы, а также потери при перекачивании газа и трение в двигателе. Соответственно, общий тепловой КПД тормоза двигателя является продуктом сгорания, термодинамики, газообмена и механического КПД.

Потери энергии в двигателе

Обобщение убытков

Преобразование энергии топлива в полезную работу в двигателе внутреннего сгорания связано с рядом потерь.Основные потери энергии в двигателе и соответствующие коэффициенты эффективности показаны на Рисунке 1 [3038] . Другие исследования факторов, влияющих на эффективность двигателя, с акцентом на низкотемпературное сгорание, можно найти в литературе [4886] .

Рисунок 1 . Обзор потерь энергии в типичном двигателе внутреннего сгорания

Начиная с сжигания углеводородного топлива и выделения его энергии, небольшое количество топлива не полностью превращается в идеальные продукты сгорания CO ₂ и H ₂ O.Энергия, остающаяся в несгоревшем топливе и промежуточных продуктах сгорания, учитывается коэффициентом сгорания .

Второй закон термодинамики определяет, что только часть энергии, выделяемой в процессе горения, может быть преобразована в полезную работу. Эта доля учитывается с термодинамической эффективностью , которая зависит от деталей цикла, используемого для преобразования тепла в работу. Для двигателей внутреннего сгорания верхний предел термодинамической эффективности обычно определяется расчетами циклов Отто и Дизеля.Энергия сгорания, которая не преобразуется в механическую работу, теряется в виде тепла либо за счет выпуска горячих выхлопных газов в окружающую среду, либо за счет передачи тепла через поверхности камеры сгорания. Общий показатель эффективности равен произведению эффективности сгорания и термодинамической эффективности и отражает общую работу, произведенную сгоранием топлива.

Из энергии, которая была преобразована в работу, часть этой работы используется для подачи всасываемых газов в двигатель и удаления выхлопных газов.Эти потери при перекачке учитываются с помощью коэффициента газообмена . Чистая показываемая эффективность регулирует полную показанную эффективность, чтобы учесть работу, необходимую для перемещения газов в двигатель и из него.

Также необходимо выполнить некоторую работу для преодоления трения между поверхностями скольжения, такими как поршневые кольца и подшипники, и для приведения в действие необходимых вспомогательных устройств, таких как насосы для масла и охлаждающей жидкости. Последний учитывается с механическим КПД .Как это ни странно, потери газообмена и потери на трение иногда объединяются в одну потерю, которая используется для определения механического КПД. Это обсуждается ниже.

Таким образом, оставшаяся работа, тормозная работа, доступна от двигателя для выполнения полезной работы. Эффективность торможения (или тепловая эффективность тормоза) может быть выражена как:

η _тормоз = η _{горение} · η _{термодинамический} · η _{газообмен} · η _{механический} (1)

Другой способ выразить эффективность торможения — [3980] :

η _тормоз = η _{замкнутый цикл} · η _{открытый цикл} · η _{механический} (2)

где:
η _{замкнутый цикл} — КПД замкнутого цикла, при этом замкнутый цикл является частью 4-тактного цикла, когда впускные и выпускные клапаны закрыты.η _{закрытый цикл} = η _{сгорание} · η _{термодинамический}
η _{открытый цикл} — это КПД открытого цикла, открытый цикл является частью 4-тактного цикла, когда впускные или выпускные клапаны открыты. η _{открытый цикл} = η _{газообмен}

Следует отметить, что это обсуждение эффективности двигателя проводится с точки зрения процесса, используемого для преобразования тепла в работу, т. Е. Оно ограничено определенным типом машины и отражает ограничения машины или термодинамического цикла, используемого для преобразования тепла. работать.Эффективность также можно рассматривать с точки зрения топлива и количества топливной эксергии, которую можно преобразовать в работу. Более поздний подход, обсуждаемый ниже, является более общим и не ограничивается каким-либо конкретным термодинамическим циклом.

Топливо Энергия

В двигателе внутреннего сгорания воздух и топливо смешиваются с образованием горючей смеси, которая воспламеняется и выделяет энергию в виде тепла. Количество выделяемого тепла зависит от ряда факторов. Хотя количество топлива, захваченного в цилиндре, является основным определяющим фактором содержания энергии в захваченной воздушно-топливной смеси и, следовательно, общего количества тепла, которое может быть выделено, ряд вторичных факторов также важны.Эти второстепенные факторы включают детали о составе топлива, такие как тип элементов, содержащихся в топливе, и характер связей, соединяющих элементы вместе.

Для двигателей чистая энергия, выделяемая при сгорании, обычно представлена более низкой теплотворной способностью (LHV) топлива, поскольку предполагается, что вода, полученная при сгорании, остается в парообразном состоянии. На рисунке 2 показана LHV ряда видов топлива, которые могут быть использованы в двигателе внутреннего сгорания, в зависимости от их стехиометрического отношения воздух-топливо.Обратите внимание, что для углеводородного топлива LHV очень похожи и значительно выше, чем для топлива, содержащего кислород. Кислородные функциональные группы вносят меньший вклад в чистую энергию во время сгорания, в то же время значительно увеличивая массу и объем топлива.

Рисунок 2 . Более низкая теплотворная способность (LHV) различных видов топлива по сравнению со стехиометрическим соотношением воздух-топливо

Данные из [391]

После того, как выбор топлива был определен, мощность двигателя определяется содержанием энергии воздушно-топливной смеси, удерживаемой в цилиндре перед сгоранием.Для двигателей, в которых смешивание воздуха и топлива осуществляется до подачи всасываемого заряда в цилиндр, эта энергия связана с количеством смеси воздуха и топлива, которое может быть введено и захвачено в цилиндр. Для двигателей, в которых смешивание воздуха и топлива происходит в цилиндре после IVC, это зависит от количества воздуха, который может быть введен и захвачен в цилиндр. Можно показать, что [4730] :

Hport = ρmixLHVfλ · AFRstoich + 1H_port = {ρ_mix LHV_f} над {λ AFR_stoich +1} (3)

где:
H _порт = содержание энергии на единицу объема цилиндра смеси, образовавшейся перед впуском в цилиндр, МДж / м ³
ρ _смесь = плотность смеси, кг / м ³
LHV _f = нижняя теплотворная способность топлива, МДж / кг
λ = относительная воздушно-топливная смесь
AFR _stoich = стехиометрическая воздушно-топливная смесь

HDI = ρairLHVfλ · AFRstoichH_DI = {ρ_air LHV_f} над {λ AFR_stoich} (4)

где:
H _DI = содержание энергии на единицу объема цилиндра смеси, образовавшейся в цилиндре после IVC, МДж / м ³
ρ _воздух = плотность воздуха, кг / м ³

Следует отметить, что для большинства жидких видов топлива разница между H _порт и H _DI невелика.Однако для газообразного топлива, такого как метан, основного компонента природного газа, разница может быть более значительной, рис. 3. Кроме того, в некоторых случаях, когда воздух и топливо смешиваются в цилиндре до IVC, порт H _{больше отражает энергию, которая может быть захвачена в цилиндре. Эффект повышения давления на впуске с помощью турбонагнетателя или нагнетателя в уравнении (3) и уравнении (4) учитывается с помощью члена плотности.}

Рисунок 3 . Энергия сгорания на единицу объема цилиндра смеси метана и воздуха в зависимости от λ

При 0 ° C, 101.325 кПа

На рисунке 4 показаны значения H _{, порт} и H _DI для стехиометрических смесей нескольких видов топлива при стандартных условиях в зависимости от их стехиометрического соотношения воздух-топливо и основанные на наиболее распространенных способах их смешивания с всасываемым воздухом [4730] . Несмотря на наличие важных различий, следует отметить, что выходная мощность двигателя, работающего на любом из этих видов топлива, основанная только на плотности энергии смеси, будет очень похожей. Однако следует отметить, что одной плотности энергии смеси недостаточно для определения максимальной мощности двигателя.

Рисунок 4 . Энергия сгорания на единицу объема цилиндра смеси топлива и воздуха при λ = 1 в зависимости от стехиометрического отношения воздух-топливо

При 0 ° C, 101,325 кПа

###

(PDF) Частицы выхлопных газов дизельного топлива / биотоплива из современных двигателей внутреннего сгорания: микроструктура, состав и гигроскопичность

изменяют гидрофобные свойства поверхности на гидрофильный характер

, а 3 мас.% S превращают их в гигроскопические свойства

ticles [21].Этот критерий обеспечивает только 2% частиц PHI во фракции

CAOASACa в менее загрязненных условиях, другие — SCOP

, и 100% частиц являются SCOP в наиболее загрязняющих условиях дизельной стационарной эксплуатации BMW.

Пропорции частиц в различных фракциях, а также категории частиц PHO, PHI и SCOP в RTJ-7 по сравнению с выхлопом DTJ-8

для кратковременной работы двигателя John Deere показаны на рис.7

и Таблица 4 соответственно. Во фракции CAO биотопливо производит

наибольшую долю частиц PHO по сравнению с обычным дизельным топливом

, в то время как частицы SCOP преобладают в выхлопных газах дизельного топлива

. Наибольший процент (около 86%) во фракции CAOASACa

как в выхлопных газах RTJ-7, так и DTJ-8 составляют частицы SCOP, что в хорошем соответствии

с высоким содержанием ионов SO

2 

(рис. 5).

4.Выводы

Комбинация микроанализа индивидуальных частиц и химического состава сыпучих материалов

і характеристика дает исчерпывающую морфологическую, химическую, химическую и гигроскопическую информацию для дизельного топлива / биотоплива

выхлопных частиц современных двигателей внутреннего сгорания,

работающих в стационарных условиях и переходные внедорожные условия движения

т. Исследование выбрасываемых частиц выявляет микроструктуру выхлопных газов

с точки зрения групп частиц сажи и летучей золы, таким образом,

улучшает характеристики аэрозолей для транспортных выбросов

инвентаризаций.В условиях наибольшего загрязнения в отношении загрязнения выхлопной системы

микроструктура обычного дизельного выхлопа

указывает на более высокое содержание групп типа сажи.

Частицы рапсового масла в основном состоят из групп сажи

из-за низкого содержания примесей в биотопливе и смазочном масле.

Сравнительный анализ с недавними результатами исследований выбросов двигателя

показывает, что изменения в топливе и конструкции дизельных двигателей

не меняют многокомпонентный характер твердых частиц двигателя

выбросов и неоднородное распределение соединений на микроскопическом уровне

, на которое влияет как содержание топлива, так и смазочное масло, а также условия эксплуатации.

Благодарности

Выражается благодарность за финансовую поддержку проектов ННЦ-РФФИ 12-05-92002 и РФФИ-ВАСТ

15-555402. П.В. выражает благодарность Робу

Нилиссен из компании Sensors-Inc. за его исключительную поддержку и за

, предоставивший расходомер SEMTECH EFM-HS, который был незаменим для определения массового расхода выхлопных газов в теплообменнике выхлопных газов

Ссылки

[1] Cofala J, Amann M, Klimont Z, Kupiainen K, Höglund-Isaksson L, et al.Сценарии

глобальных антропогенных выбросов загрязнителей воздуха и метана до 2030 г.

Atmos Environ 2007; 41: 8486–99.

[2] Чоу Дж. С., Уотсон Дж. Дж. Управление качеством воздуха от нескольких загрязнителей и

множественных эффектов. Air Qual Clim Change J 2011; 45 (3): 26–32.

[3] Поповичева О.Б. Углеродистые аэрозоли (сажа) в атмосфере

: взаимодействие воды и климатические эффекты. В кн .: Аграновский И., редактор.

Аэрозольная наука и техника.Подробный справочник, т. 5. Wiley-VCH

Verlag; 2010. с. 127–57.

[4] Бернштейн Дж. А., Алексис Н., Барнс С., Бернштейн И. Л., Бернштейн Дж. А., Нел А. и др. Здоровье

Последствия загрязнения воздуха. J Allergy Clin Immunol 2004; 114: 1116–23.

[5] Майер К., Алессандрини Ф, Бек-Шпайер I, Йозеф Хофер Т.П., Диабате С., Биттерл Э,

Стёгер Т., Якоб Т., Берендт Х, Хорш М., Бекерс Дж., Зисенис А., Хюльтнер Л.,

Frankenberger M, Krauss-Etschmann S, Schulz H.Воздействие на здоровье окружающей среды

твердых частиц — биологические механизмы и воспалительные реакции на воздействие частиц

in vitro и in vivo. Токсикол при вдыхании 2008; 20: 319–37.

[6] Чоу Дж. К., Ю. Дж. З., Уотсон Дж. Г., Хо СШ, Боханнан Т. Л., Хейс, М. Д. и др. Применение термических методов

для определения химического состава углеродсодержащих аэрозолей

: обзор. J. Environ Sci Health 2007; 42: 1521–41.

[7] Каравалакис Г, Бакеас Э., Фонтарас Г, Стурнас С.Влияние происхождения биодизеля на

регулируемых и связанных с частицами (полициклических ароматических углеводородов) выбросов

от легковых автомобилей, соответствующих стандарту Euro 4. Энергия 2010; 36: 5328–37.

[8] Климан М., Шауэр Дж., Касс Дж. Распределение по размеру и составу мелких твердых частиц

, выбрасываемых автотранспортными средствами. Environ Sci Technol

2000; 34: 1132–42.

[9] Тонер SM, Sodeman DA, Prather KA. Определение характеристик одиночных частиц сверхмелкозернистых частиц

и частиц в режиме накопления из тяжелых дизельных транспортных средств с использованием аэрозольной масс-спектрометрии

по времени полета.Environ Sci Technol 2006; 40:

3912–21.

[10] Сакураи Х., Тобиас Х. Дж., Парк К., Зарлинг Д., Дочерти К., Киттельсон Д. Б. и др. Он-лайн

измерения состава и летучести наночастиц дизельного топлива. Атмос

Окружающая среда 2003; 37: 1199–210.

[11] Чен Й, Шах Н., Браун А., Хаггинс Ф. Э., Хаффман Г. П.. Электронная микроскопия

исследование углеродистых твердых частиц, образующихся при сжигании ископаемого топлива

. Энергетическое топливо 2005; 19: 1644–51.

[12] Поповичева О.Б., Киреева Э., Шония Н., Зубарева Н., Персианцева Н., Тишкова В.,

и др. Твердые загрязнители с судов: характеристика с точки зрения воздействия на окружающую среду

. J Environ Monit 2009; 11: 2077–86.

[13] Хейс М., Вандер Валь Р. Гетерогенная наноструктура сажи в атмосферных аэрозолях и аэрозолях источников горения

. Энергетическое топливо 2007; 21: 801–11.

[14] Поповичева О.Б., Персианцева Н.М., Кузнецов Б.В., Рахманова Т.А., Шония Н.К.,

Suzanne J, et al.Микроструктура и водопоглощаемость камеры сгорания самолета

и керосиновой сажи: по отношению к лаборатории сажи, образующейся самолетом

, суррогат. J. Phys Chem. 2003; 107: 10046–54.

[15] Поповичева О.Б., Киреева Э., Персианцева Н., Тимофеев М., Бладт Х., Ивлева Н.П.,

et al. Микроскопическая характеристика отдельных частиц из многокомпонентных выхлопных газов судов

. J Environ Monit 2012; 14 (12): 3101–10.

[16] Поповичева О.Б., Киреева Е.Д., Штайнер С., Ротен-Рутисхаузер Б., Персианцева

Н.М., Тимофеев М.А. и др.Микроструктура и химический состав дизельного топлива

и отработавших биодизельных частиц. Aerosol Air Qual Res 2014; 14: 1392–401.

[17] Koch D et al. Оценка оценок содержания черного углерода в глобальных моделях аэрозолей.

Atmos Chem Phys, 2009; 9: 9001–15.

[18] Поповичева О.Б., Персианцева Н., Шония Н., ДеМотт П., Келер К., Петтерс М.,

et al. Взаимодействие воды с гидрофобными и гидрофильными частицами сажи. J

Phys Chem 2008; 10: 2332–44.

[19] Келер К., ДеМотт П., Крейденвейс С., Поповичева О., Петтерс М., Каррико С. и др.

Облачные ядра конденсации и активность образования кристаллов льда гидрофобных и

гидрофильных частиц сажи. Phys Chem 2009; 11: 7906–20.

[20] Окада К., Хитценбергер Р.М. Свойства смешивания индивидуальных субмикронных частиц

аэрозольных частиц в Вене. Атмос Энвирон 2001; 35: 5617–28.

[21] Киреева Е., Поповичева О., Персианхцева Н., Тимофеев М., Шония Н.

Фракционный анализ частиц сажи, генерируемых транспортными двигателями, с показателем гигроскопичности

.Журнал Atmos Chem 2009; 64: 3129–47.

[22] Джакумис Э.Г., Константин Д., Ракопулос Д., Афанасиос М., Димитриос К.

Выбросы выхлопных газов дизельных двигателей, работающих в переходных условиях со смесями биодизельного топлива

. Prog Energy Combust Sci 2012; 38: 691–715.

[23] Поповичева О.Б., Киреева Е.Д., Шония Н.К., Войтисек-Лом М., Шварц Дж. FTIR

анализ функциональных свойств поверхности твердых частиц, образующихся внедорожными дизельными двигателями

, работающими на дизельном топливе и биотопливе.Environ Sci Pollut Res

2014; 22: 4534–44.

[24] Бета Р., Баласубраманян Р. Выбросы твердых частиц из стационарного дизельного двигателя

: характеристика и оценка риска. Атмос Энвирон

2011; 45: 5273–81.

[25] Юнг Х., Киттельсон Д.Б., Захария М. Характеристики выбросов твердых частиц из дизельного топлива

, работающих на биодизельном топливе, и кинетика окисления. Environ Sci Technol

2006; 40: 4949–55.

[26] Коутс Дж.Интерпретация инфракрасных спектров, практический подход. В: Мейерс Р.А.,

редактор. Энциклопедия аналитической химии; 2006. с. 10815–37.

[27] Zhang ZS, Engling G, Chan CY, Yang YH, Lin M, Shi S, et al. Определение

изопреновых вторичных индикаторов органических аэрозолей (2-метилтетролов) с помощью

HPAEC-PAD: результаты по аэрозолям с определенным размером частиц в тропических лесах.

Atmos Environ 2013; 70: 468–76.

[28] Чен Й, Шах Н., Хаггунс Ф., Хаффман Г.Микроанализ окружающих частиц

из Лексингтона, штат Кентукки, с помощью электронной микроскопии. Атмос Энвирон 2006; 40: 651–63.

[29] Ван Борм ВА, ФК Адамс. Кластерный анализ данных электронного микрозондового анализа

отдельных частиц для определения источника твердых частиц в воздухе.

Атмос Энвирон 1988; 22: 2297.

[30] Бладт Х., Шмид Дж., Киреева Е.Д., Поповичева О.Б., Персеанцева Н.М., Тимофеев

М.А. и др.

Современный мотор: меньше, мощнее – но не вечно…

Немного истории. Грустной…

Успехи, неудачи и тенденции

Ванкель и другие

Ремонт ремонту рознь

И наконец, «контрактные» моторы…

Альтернативные силовые установки для транспортных средств

Версия для печати:

ВОДОРОДНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Эффекты

Оценки рынка

Драйверы и барьеры

Международные

Международные

Уровень развития

Эффекты

Оценки рынка

Драйверы и барьеры

Международные

Международные

Уровень развития

ДВИГАТЕЛИ НА ДИМЕТИЛОВОМ ЭФИРЕ

Эффекты

Оценки рынка

Драйверы и барьеры

Международные

Международные

Уровень развития

О лаборатории ДВС

Лаборатория испытаний двигателей внутреннего сгорания

Сравнение характеристик электромобиля и автомобиля с двигателем внутреннего сгорания — РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА

Симондс: Двигатели внутреннего сгорания рано хоронить

Особенности систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания

Будущее конструкции двигателей внутреннего сгорания: 5 тенденций на 2020 год

Будущее конструкции двигателей внутреннего сгорания

2. Как повысить эффективность выбросов двигателя внутреннего сгорания?

5.Порошковая металлургия поддерживает переход к экологичности

Куда вы пойдете дальше?

Связанные ресурсы

Как двигатель внутреннего сгорания продолжает улучшаться

Поршневой двигатель внутреннего сгорания — обзор

9.3.2 Компоненты двигателя

Современные двигатели внутреннего сгорания — 2021

Наличие:

Описание установки

Содержание единицы

Результаты обучения

Технология сгорания пористой среды (PM) и ее применение в двигателях внутреннего сгорания Новая концепция двигателя с почти нулевым уровнем выбросов

Abstract

Ключевые слова

Предварительный просмотр

Ссылки

Информация об авторских правах

Авторы и аффилированные лица

Эффективность двигателя

Потери энергии в двигателе

Обобщение убытков

Топливо Энергия

(PDF) Частицы выхлопных газов дизельного топлива / биотоплива из современных двигателей внутреннего сгорания: микроструктура, состав и гигроскопичность

Добавить комментарий Отменить ответ